沈志洵
,
戈敏
,
陈明伟
,
钱扬保
,
张伟刚
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12076
以聚碳硅烷(PCS)和三甲胺基环硼氮烷聚合前驱体(PBN)进行共聚合制得复合前驱体, 以此为原料采用高压裂解发泡技术制备了一种氮化硼/碳化硅(BN/SiC)复相开孔泡沫陶瓷. 由包含不同比例组分的起始前驱体所制得的泡沫陶瓷的孔隙直径在1~5 mm, 体积密度在0.44~0.73 g/cm3之间. 对该陶瓷材料的微观结构和性能的研究表明, 由于BN相的引入使得BN/SiC复相泡沫陶瓷在800~1100℃的抗氧化性能有了显著的提高; 其压缩强度随着引入BN比例的增加而提高, 约为纯SiC泡沫陶瓷的5~10倍. 其中以组分重量比为1:1的起始复合前驱体所制备BN/SiC复相多孔陶瓷在1500℃时的导热系数仅为4.0 W/(m·K); 对其进行隔热性能测试, 材料热面中心温度为1400℃时, 其背面中心温度仅为280℃; 采用有限差分法数值模拟背部升温历程, 将其有效导热系数代入计算模型, 得到材料背部中心温度升温历程的数值模拟结果, 与实际升温历程基本一致.
关键词:
碳化硅; 氮化硼; 泡沫陶瓷; 隔热性能
戈敏
,
沈志洵
,
陈明伟
,
张伟刚
材料科学与工艺
为研究三氯环硼氮烷(TCB)对聚碳硅烷(PCS)性能及陶瓷转化的影响,将一定量的TCB加入PCS中制备TCB改性PCS聚合物,分析了TCB与PCS的反应性及TCB用量对改性PCS结构、陶瓷收率、可加工性和SiC产物微结构的影响,并采用红外光谱、热重、X射线衍射等测试技术对相应产物进行表征.结果表明,PCS中的Si-H键可部分地与TCB中的-Cl反应生成HCl;随着TCB质量分数的增加,PCS中Si-H键相对于Si-CH3的浓度比呈下降趋势.TCB的加入可显著提高PCS的陶瓷收率,TCB质量分数大于8%时,陶瓷收率质量分数约增加10%.TCB质量分数为5%～8%时,可在提高PCS收率的同时使其保持较好的可加工性能,TCB质量分数大于8%时,可加工性能变差.B、N的引入对SiC的微结构有影响:在氩气保护下,经1000 ℃热处理时,TCB的加入促进SiC晶粒的生长;经1400 ℃热处理时,TCB的加入抑制SiC晶粒的长大.
关键词:
三氯环硼氮烷
,
聚碳硅烷
,
陶瓷收率
,
可加工性
,
微结构
蔺晓轩
,
沈志洵
,
魏玺
,
张伟刚
复合材料学报
设计了一套隔热材料高温(>1200℃)隔热效果的测试装置,可对隔热材料进行快速、低成本的有效测试和筛选.采用本装置在材料热面中心温度为1600℃±10℃时,考察了碳/酚醛复合材料和ZrO2纤维板材料背部升温历程,评价了2种材料的隔热性能,并采用有限差分法数值模拟了ZrO2纤维板材料背部升温历程,预测其有效导热系数.研究表明,在加热初期400 s时间内,碳/酚复合材料的隔热性能优于ZrO2纤维板的隔热性能,后期则相反;ZrO2纤维板的隔热性能与体积密度有关,有效导热系数随温度升高而非线性地增大.
关键词:
轻质复合材料
,
高温隔热性能
,
碳/酚醛
,
ZrO2纤维板
,
等离子弧发生器
沈志洵
,
戈敏
,
陈明伟
,
钱扬保
,
张伟刚
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12076
以聚碳硅烷(PCS)和三甲胺基环硼氮烷聚合前驱体(PBN)进行共聚合制得复合前驱体,以此为原料采用高压裂解发泡技术制备了一种氮化硼/碳化硅(BN/SiC)复相开孔泡沫陶瓷.由包含不同比例组分的起始前驱体所制得的泡沫陶瓷的孔隙直径在1～5 mm,体积密度在0.44～0.73 g/cm3之间.对该陶瓷材料的微观结构和性能的研究表明,由于BN相的引入使得BN/SiC复相泡沫陶瓷在800～1100℃的抗氧化性能有了显著的提高；其压缩强度随着引入BN比例的增加而提高,约为纯SiC泡沫陶瓷的5～10倍.其中以组分重量比为1:1的起始复合前驱体所制备BN/SiC复相多孔陶瓷在1500℃时的导热系数仅为4.0 W/(m·K);对其进行隔热性能测试,材料热面中心温度为1400℃时,其背面中心温度仅为280℃；采用有限差分法数值模拟背部升温历程,将其有效导热系数代入计算模型,得到材料背部中心温度升温历程的数值模拟结果,与实际升温历程基本一致.
关键词:
碳化硅
,
氮化硼
,
泡沫陶瓷
,
隔热性能
